钛液亚铁结晶系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种钛液生产技术，尤其是涉及一种钛液亚铁结晶系统及方法。钛液亚铁结晶系统及方法，钛液硫酸亚铁结晶系统，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为钛液腔、另一端为工质溶液腔，真空蒸发器连接真空泵，工质溶液腔通过工质循环泵在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器，工质再生器通过第二循环泵与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连。本发明专利技术具有能够将热量回收并利用在后续工艺步骤中、降低能耗、降低生产成本等有益效果。

Crystallization system and method of ferrous titanate

The invention relates to a titanium liquid production technology, in particular to a titanium liquid ferrous crystallization system and method. Titanium liquid ferrous crystallization system and method, Titanium liquid ferrous sulfate crystallization system, including: vacuum evaporator, one end of the vacuum evaporator for the titanium liquid cavity, the other end for the working fluid solution cavity, vacuum evaporator connected to the vacuum pump, working fluid solution cavity through the working fluid circulating pump in the working fluid solution cavity cycle connected; The working medium regenerator is connected with the working medium solution chamber by the second circulating pump, and a coil is arranged in the working medium regenerator; the heat exchanger is used for heat transfer of the working medium solution, and the heat exchanger is connected with the working medium solution chamber by circulating. The invention has the beneficial effects of recovering and utilizing heat in the following technological steps, reducing energy consumption, reducing production cost and the like.

【技术实现步骤摘要】
钛液亚铁结晶系统及方法
本专利技术涉及一种钛液生产技术，尤其是涉及一种钛液亚铁结晶系统及方法。
技术介绍
目前硫酸法钛白普遍采用真空结晶的方法来分离硫酸亚铁，它是利用蒸汽喷射泵从真空罐内抽出蒸汽，再用循环冷却水对喷射泵抽出的蒸汽进行冷凝。在生产过程中，随着真空罐内钛液温度的降低，抽出蒸汽所需要的真空度必须提高，蒸汽变得更加稀薄，抽出同样重量的蒸汽，需要消耗的工作蒸汽就越多，而钛液的结晶温度一般要求降到10-17℃，因此需要消耗大量的工作蒸汽，吨钛白粉在此工段的蒸汽消耗量在1.25-2.2吨之间。在这个过程中，钛液降温所放出的热量和亚铁结晶所放出的热量以及工作蒸汽带入到系统的热量全部通过循环冷却水排放到大气中，造成很大的能源浪费。
技术实现思路
本专利技术主要是针对上述问题，提供一种能够将钛液结晶工段的热量回收并利用在后续工艺步骤中，实现降低能耗、降低生产成本的钛液亚铁结晶系统及方法。本专利技术的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种钛液硫酸亚铁结晶系统，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为钛液腔、另一端为工质溶液腔，真空蒸发器连接真空泵，工质溶液腔通过工质循环泵在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器，工质再生器通过第二循环泵与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连。钛液装入钛液腔后，开启真空泵，抽出钛液腔内的空气，使钛液沸腾，而另一端的工质溶液腔的工质溶液沸点远高于钛液的沸点，因此工质溶液不会沸腾，并且可以吸收钛液产生的蒸汽，此时启动工质循环泵，使工质溶液在工质溶液腔内循环。由于工质溶液吸收了钛液的蒸汽，因此工质溶液的温度会上升，此时通过热量利用工段换热器，将工质溶液的热量作为热源提供给后续用热工段利用。同时，工质溶液腔内的工质溶液还有一部份输送到工质再生器，由工质再生器蒸发掉部份水，且保持工质再生器蒸发的水量与工质溶液腔内的工质溶液从钛液中吸收的蒸汽重量相等，就可以维持系统工质溶液浓度不变。通过用热工段从换热器中吸收热量，维持工质溶液的温度不至于上升得过高，再通过工质再生器，维持工质的浓度不会稀释，从而实现钛液持续沸腾蒸发，使钛液的温度不断降低，直至达到生产需要的温度止。作为优选，工质溶液腔内设置有喷嘴，第一循环泵与喷嘴相连。使工质形成雨状喷淋效果，增强工质吸收蒸汽的能力。一种钛液硫酸亚铁结晶方法，包括：蒸发结晶工段：利用工质溶液腔内的工质溶液可吸收比自身温度低的水蒸汽的特性，使酸解钛液在钛液腔的真空环境下实现低温蒸发，使钛液的浓度得到提高的同时，温度降低，硫酸亚铁结晶析出；工质再生工段：工质溶液吸收蒸汽变稀，变稀的工质溶液通过工质再生器浓缩恢复至原浓度循环利用；热量利用工段：蒸发结晶工段工质溶液吸收水蒸汽后，温度升高，作为一种热源向钛液浓缩或其它工段供热，工质再生工段进行工质浓缩产生的二次蒸汽是饱和的高温蒸汽，作为热源提供给钛液浓缩或其它工段利用。本方法除用于钛液中的硫酸亚铁结晶外，也可用于其它行业类似的真空蒸汽降温的工艺过程。利用热量利用端将钛液蒸汽液化的放热量和亚铁结晶的放热量以及蒸汽消耗所带入的热量全部回收，再将回收的热量通过换热形成温度相对较高的部分和温度相对较低的部分，温度相对较高的部分能够满足钛液浓缩的需求并由一个换热输出端输送到浓缩系统中，实现浓缩系统升温。温度相对较低的部分能够满足浓缩前的预热需求并由另一个换热输出端实现钛液浓缩前的预热。或者温度相对较低的部分可以满足酸解钛液的低温蒸发的需求，也可以利用换热输出端输送至低温蒸发处。利用工质溶液的吸湿特性，从真空罐内吸收蒸汽，使真空罐内的钛液蒸发降温，实现钛液中的硫酸亚铁低温结晶。同时工质溶液因吸收蒸汽而升温，经换热器将工质溶液中的热量传递给钛液浓缩工段利用。吸收了蒸汽的工质溶液浓度变稀，经蒸汽或其它热源对稀工质溶液进行蒸发浓缩，恢复其原有的浓度，并循环利用，所产生的二次蒸汽供钛液浓缩工段利用。工质溶液，一般使用溴化锂溶液，也可以使用浓硫酸、氢氧化钠等吸湿性较强的溶液。整个生产过程中，利用工质溶液不仅能够回收热量，而且能够使换热后的输出热量温度精确，分别满足后续的浓缩、预热或者前序的低温蒸发的需求，并及时输送至相应位置，降低了耗气量，节省了热量消耗，降低了生产成本。作为优选，实施方式：酸解钛液进入真空蒸发器内，在真空环境下，钛液沸腾，所产生的蒸汽被工质溶液吸收，实现酸解钛液蒸发降温；工质溶液吸收水蒸汽后，温度上升，通过换热器，将工质溶液的热能传递到后续浓缩工序或其它用热工段中利用，维持工质溶液的工作温度，维持其吸收能力；工质溶液吸收水蒸汽后，工质溶液的浓度会变稀，采用蒸发器对工质溶液进行蒸发浓缩，其蒸发量与工质溶液从钛液中吸收的水蒸汽的量是相等的，维持工质溶液循环工作过程中的浓度不变，工质溶液浓缩产生的蒸汽是饱和的水蒸汽，作为热源提供给后浓缩工序或其它用热工段中利用。作为优选，工质溶液是溴化锂溶液或者是氢氧化钠或硫酸或者是沸点远高于纯水的溶液。因此，本专利技术一种钛液亚铁结晶系统及方法具备下述优点：1、本技术中的工质与换热器的配合使用，起到热泵的作用，将左端钛液的低温低压蒸汽，转化成高温可利用的热源，提供给右边的用热工段利用。2、本技术仅在工质再生段消耗工作蒸汽，而工作蒸汽的能量超过80%转化为二次蒸汽，可以作为热源再利用，只有不到20%的热量被冷凝水消耗掉。3、本技术所述的工质可以是溴化锂溶液，也可以是氢氧化钠或硫酸，或其它沸点远高于纯水的溶液。4、本技术所述的真空蒸发器是按左右分布形式举例的，也可以是上下形式，也可以是里外形式。附图说明附图1是本专利技术的一种结构示意图；附图2是本专利技术的一种原理图。图示说明：1-真空泵，2-钛液腔，3-钛液，4-工质溶液腔，5-工质溶液，6-工质循环泵，7-喷嘴，8-第二循环泵，9-工质再生器，10-第一换热器，11-热量利用工段换热器，12-后续用热工段。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例1：如图1所示，一种钛液硫酸亚铁结晶系统，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为用于盛放钛液3的钛液腔2、另一端为用于盛放工质溶液5的工质溶液腔4，钛液腔连接真空泵1，工质溶液腔通过工质循环泵6在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器9，工质再生器通过第二循环泵8与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管10；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器11，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连，换热后的热量输入到后续用热工段12。工质溶液腔内设置有喷嘴7，第一循环泵与喷嘴相连。一种钛液硫酸亚铁结晶方法，包括：蒸发结晶工段：利用工质溶液腔内的工质溶液可吸收比自身温度低的水蒸汽的特性，使酸解钛液在钛液腔的真空环境下实现低温蒸发，使钛液的浓度得到提高的同时，温度降低，硫酸亚铁结晶析出；工质再生工段：工质溶液吸收蒸汽变稀，变稀的工质溶液通过工质再生器浓缩恢复至原浓度循环利用；热量利用工段：蒸发结晶工段工质溶液吸收水蒸汽后，温度升高，作为一种热源向钛液浓缩或其它工段供热，工质再生工段进行工质浓缩产生的二次蒸汽是饱和的高温蒸汽，作为热源提供给钛液浓缩或其它工段利用。本方法除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛液亚铁结晶系统，其特征在于，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为用于盛放钛液的钛液腔、另一端为用于盛放工质溶液的工质溶液腔，真空蒸发器连接真空泵，工质溶液腔通过工质循环泵在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器，工质再生器通过第二循环泵与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连。

【技术特征摘要】
1.一种钛液亚铁结晶系统，其特征在于，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为用于盛放钛液的钛液腔、另一端为用于盛放工质溶液的工质溶液腔，真空蒸发器连接真空泵，工质溶液腔通过工质循环泵在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器，工质再生器通过第二循环泵与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连。2.根据权利要求1所述的一种钛液亚铁结晶系统，其特征在于，工质溶液腔内设置有喷嘴，第一循环泵与喷嘴相连。3.一种如权利要求1至2中任意一项所述的钛液亚铁结晶系统的方法，其特征在于，包括：蒸发结晶工段：利用工质溶液腔内的工质溶液可吸收比自身温度低的水蒸汽的特性，使酸解钛液在钛液腔的真空环境下实现低温蒸发，使钛液的浓度得到提高的同时，温度降低，硫酸亚铁结晶析出；工质再生工段：工质溶液吸收蒸汽变稀，变稀的工质溶液通过工质再生器浓缩恢复至原浓度循环利用；热量利用工段：蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：程国钟，
申请(专利权)人：杭州安永环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33